《钳工》第十二章量具的使用和保养.doc

第十二章 量具的使用和保养测量，就是把被测量物体的量与作为计算单位或标准的量作比较的过程，通过这个过程，得出二者的比值。反映计算单位或标准的量的工具，就叫量具。在机械制造业中，测量是一门重要工作。测量的准确与否是直接影响到机器的装配和机器的使用质量的。因此，作为一个机械工人，特别是负担装配任务的钳工来说，认识和熟练掌握好各种量具的测量技术（也就是量具的准确使用），是按质、按量地完成生产任务的关键。由于量具作为标准量，制造量具又要花费大量劳动，为了保持量具的标准，需要注意防避有害气体、液体的侵蚀和外力的摩擦冲击。在使用量具中，认真做好保养和维护工作。下面，我们介绍的便是钳工常用量具的使用和保养知识。第一节 度量单位和量具分类1度量单位：度量单位在生产应用上有公制、英制两种。(1)公制：它的度量单位是“十进十退”，使用简单，是国际上通用的计量制度，也是我国采用的度量单位。在工厂生产中，公制所应用的长度基本单位以毫米计算，可用符号mm表示。如在图纸上，只标注尺寸数字，不标明单位的话，实际上是指毫米(mm)数。(2)英制：一般是以吋为单位，符号是()，1时()为八吩，1吩为四嗒（角）。英制的刻度分为等七种。由于英制不是十进位，给工业生产上带来计算上的麻烦，所以在生产上一般不予采用。(3)公制和英制的换算：公制和英制长度单位上的相互关系是：1= 25.4mm（毫米）英时化毫米，实际上只要将英时的读数乘上25.4，其乘积便是公制读数；如把公制化英寸，就把毫米读数除以25.4，所得的商便是英时的读数。为了使毫米换算出来的有小数点的时能在钢尺上读出，把它乘上8/8，就可以在钢尺刻度上读到了。2量具的分类：在金属机械加工中，使用的量具分为规尺、量规以及带有刻度的万能量具与量仪三大类。(1)规尺：只代表某一固定尺寸，通常用来校对调整其他量具或作为标准来与被测量工件相比较，如钢尺、卡规、直角尺、角度块规及各种曲线样板。(2)量规：是一种没有刻度的专用检验量具，它不能测量出工件的实际尺寸，只能用来限制工件各部分尺寸、形状和相互位置的极限偏差。(3)万能量具和量仪：它们是通用的量具，带有刻度，能在一定的测量范围内量出工件实际尺寸，根据它的工作原理、形状和构造特征，又可分为三种：1)游标量具：如游标卡尺、游标量角器等。2)微动螺旋量具：如外径百分尺、千分尺、内径百分尺、千分尺等。3)机械式量仪：如百分表、千分表等。第二节 钳工常用量具的测量、使用和保养1测量的方法：根据具体的条件和使用的量具，测量可以有各种不同的方式方法，大体可分以下四种。(1)直接的和间接的测量方法：在直接测量的时候，经测量所得的数值可直接从量具刻度上读出。如用游标卡尺、百分尺测量工件的长度或直径和厚度时，便可直接得出读数；间接测量时，量具不是和被测量物体的量直接比较，所得的值不是直接读数，而是通过他们间的函数关系式，经过换算求出的。如测量直角三角形，量出其两直角边就可求得斜边长度。又如测量容器，量出其内径d、高度h,，就可求出其容积。(2)绝对的和相对的测量方法：绝对量法是指零件被测量的部位尺寸，全部能在量具刻度上读出，这一点与直接量法是一样的。相对量法就是通过量仪量度被量工件对于标准量尺寸的偏差。测量时，量仪根据这个标准量尺寸调整零点，然后测量工件尺寸，便可得出误差值。如图101是用百分表与量块（块规）在平台上测量工件厚度情形。(3)综合的和个别的测量方法：综合量法就是把被测量件的真实外形和极限外形相比较，它是保证零件互换性可靠的测量方法。比如用各种极限量规来检验工件便是。个别测量法，就是单独测量工件的每一个要测量的参数，例如，单独测量齿轮的齿厚、齿形、齿距，测量螺纹的螺距或半角等。(4)接触的和不接触的测量方法：接触测量就是仪器（如百分表）测量头与被测量工件表面直接接触进行测量，按接触形式可分为点接触（如用球形测量平面）、线接触（如用平面百分尺测量头测轴的直径）和面接触（如用塞规检验圆柱形内径，用平面量头测平面）等。它的特点是受机械作用的测量力影响。不接触测量刚好相反，就是仪器的测量装置与被测量工件之间没有机械作用的测量力存在，例如光学投影测量，气动测量等，因而更加准确。在测量的时候，由于各种原因，如测量接触面不清洁，测量时受温度的影响，以及对量具使用不熟练等，测量出来的数值便与工件实际尺寸有偏差，不是减少就是增加。这种偏差是测量中误差的结果，要完全消除，几乎是不可能的，只能要求尽量减少到最低的限度。因此，为了保证测量的精度，必须在工件同一尺寸要求范围内（同一面），在不同的位置重复测量若干次，然后取其平均值。2各种量具的使用和保养：要进行测量，就是说，要懂得量具的使用。量具是一个标准，所以对工件测量的准确度如何，一般的情况下，既要看使用量具的熟练程度，又要看量具的本身精度情况，这两者都是很重要的。同时，一切精密的量具都是花费大量劳动才造出来的，在使用中要求认真做好维护和保养工作。(1)钢尺、卡钳：这是常用的简易测量工具，它们通常是配合来使用。1)钢尺：上面刻有公制和英制两种度量单位，可以直接测量出工件大概尺寸，从长度可分150 mm(6)、300 mm（如图102所示）、500 mm、1000 mm等多种。2)卡钳：又分内卡钳、外卡钳两种(如图103)。是没有刻度的间接量具，所测量的长度只能在钢尺上度量或在其他量具上度量读取。用卡钳测量的时候，是靠手指的感觉来决定工件测量情况的。因此，卡钳两爪顶端的铆合，不得过紧或过松，以免影响测量的准确性。测量时，拿卡钳的三个手指要轻而自然，卡钳的两个爪要与工件的表面成垂直和平衡状态。外卡钳是测量工件的外径和平面的，在测量的时候（如图104所示），中指托着卡钳，拇指用来夹持，以卡钳本身的自重平衡上下，感觉到与被测量工件不松不紧的摩擦接触为好。内卡钳是用来测量工件的内径和凹槽的。测量的时候，把卡钳小心地放进孔内，先以一爪抵住孔壁、然后以另一爪前后左右摆动，以求量出最大的孔径，如图105所示。卡钳测出距离后，在钢尺量取尺寸，应使一卡爪跟零线重合，使另一卡爪在尺面上轻轻转动，以读出最大数值为准。如图106所示。3)注意在调整卡钳的大小时，不能用爪口碰调；钢尺端面应保持完整不受磨损；卡钳和钢尺都不能当作起子用；使用完毕应妥善放置，不能与手锤、锉刀等其他工具一起放置，以免因互相碰撞而发生变形，影响度量的准确。(2)直角尺：它是检验工件垂直度的一种工具。检验时，分辨光线从直角尺与工件间的缝隙透入（俗称漏光）情况，或用薄纸、塞尺（厚薄规）检查缝隙大小。来验证工件的垂直。(3)块规（量块）：是-一种精密的量具，通常起传递标准尺寸长度的媒介作用，定准和较正测量仪器及工具的读数，也可以直接用来量度和用于机械加工中的精密划线，或者调整精密机床和夹具等工作。量块是钢制的，呈矩形，具有两个平行的测量面，其厚度就是测量尺寸，也叫块规尺寸。由于块规测量面具有很高的光洁度和平整度，所以，当以少许压力把两个块规测量面相互推合后，即可贴合起来，根据这个特性，可把几个不同尺寸的块规组合成块规组。用量块组合尺寸时，应保持量块清洁，选取量块数目尽可能少（组成一般尺寸时，用87块一盒的块规不超过4块，用42块一盒的块规不超过5块），并应从所给的尺寸的最后一位数字开抬选择。比如，用量块组合尺寸55.535毫米的话，从87块一盒的块规选取：第一块尺寸：1.005毫米，第二块尺寸：1.03毫米，第三块尺寸：3.5毫米，第四块尺寸：50毫米，这样，便组合成55.535毫米。用量块测量的时候，块规不能随便放置、应避免测量面与硬物接触。在直接测量工件凹槽时，不要强行通过，而只用轻微的平衡力推进去，握放要小心，提防坠落在地上。使用完毕，应用汽油清洗，棉花擦拭干净，涂上凡士林，放回盒子里面，妥善放好。(4)量规：量规是一种在大批生产中用来检查成品尺寸的量具，它的优点是检查方便而迅速，没有读数误差，经检验合格的工件互换性强。根据测量方法，量规又分为标准量规和极限量规两种：1)标准量规：这种量规只有一个确定的通过尺寸，是按照工件的公称尺寸来准确地制造的，如塞规、环规以及检查各种形状较复杂的工作外形的量规（样板），如图109所示。2)极限量规：这种量规是分别按照工作的最大和最小极限尺寸制成的，所以具有两个不同尺寸的测量部分，极限量规按照用途不同，又分为工作量规（用“工”表示）、校对量规（用“校”表示）和验收量规（用“验”表示）o极限量规如图1010所示。3)量规的使用与保养：使用量规时，要确保量规和工件的清洁。当测量的时候，不要强施压力，而只利用量规的自重量通过。塞规的测量，要与工件互相对中平衡套入，卡规则要垂直于轴线上下通过。注意不能用量规去检查旋转着的工件。量规使用完毕，要做好防锈工作，并妥善放置，严禁碰撞。量规使用一段时间后，要定期检查以校正量规的准确性。(5)游标量具。游标量具包括游标卡尺、深度游标尺、高度游标尺和游标角度尺等。游标量具是由主尺和游标尺（或刻度盘）组成的。1)游标卡尺：是机械工人比较常用的中等精度的量具，按游标刻度值分有0.1，0.05，0.02等三种。游标卡尺的读数原理，如图1011所示。在图中a）、主尺间距a=1毫米，若主尺刻度（n-1）格的长度等于游标刻度n格的长度，当n取10的时候，游标的刻度间距=0.9毫米，而主尺刻度与游标刻度一格的差值i=a-b=an=0.1毫米。当游标零线与主尺零线对齐时，除游标的最后一根线与主尺刻线对齐外，游标的其他刻线都不与主尺刻线对齐。但将游标向右移动0.1毫米，游标第二根线则与主尺刻线重合。依次类推，如图1011中b）游标第五根线与主尺刻线重合，说明游标向右移动了0.5毫米。以上介绍的是刻度值为0.1游标卡尺游标移动情况，刻度值为0.05、0.02的游标卡尺，其读数均与0.1相同，据上述情况可知：主尺的刻度值(a)，游标分度值(i)，模数r（必须是整数，通常取1或2）、游标刻线距(b)和刻线格数n，游标刻线总长度L，可用下列关系式表示。如图1012为用0.02的游标卡尺测量工件的情形。从游标卡尺里，我们可以看到：游标上的零线正对着主尺刻线31过一些，我们就先从主尺上取值31，然后从游标上看，游标上按序数第十根线正好和主尺上4 1刻线对齐，这个数就取：100.02=0.20这样，就可知工件测量尺寸A=31毫米+100.02毫米= 31.2毫米2)深度游标卡尺：用作测量工件的孔或槽的深度。在测量时，支座测量面必须贴在工件测量面上，用主尺上下测量。当读数为零时，主尺测量端面与支座测量面重合一致，成一个平面。如图1013所示。3)高度游标尺：用作平台上测量工件的高度或者划线。如图10-14所示。4)游标测齿卡尺：用作测量圆上的齿厚或恒等弦上的齿，如图1015所示：直主尺1和直游框4，用来量齿的高度，横主尺2和横游框3用来测量齿的厚度。5)游标量角器：用作测量各种形状的零件、样板的内外角度，测量精度能达到5，也就是度。它的构造如图1016所示：刻度盘和固定直尺连在一体，盘上以零线分左右，两边各刻有90刻线，盘上还装有副尺刻度游标。使用游标量角器的测量时，先把中间的螺母放松，使固定尺贴在工件表面上，再转动带活动的圆盘，使两直尺与工件表面接触，不漏缝，为了避免把测量结果弄错，可拧紧中间的螺母，再从工件上把它拿下来，读出尺寸数。游标量角器的读数的方法，与游标尺读数相同。因为副尺刻度板上左右各有12等分，所以当整度数量从0线左方的主尺上读出的话，那么分度数就要读0线右方的游标；反之，整度数是从0线右方的主尺上读出，那么分度数就要在0线左方的游标读出，当副尺第一条刻线对正主尺某一刻线时，其小数即为5，第二条刻线是10，第三条刻线是15，如此类推，其整数就看游标0线移过主尺的读数。还有一种游标量角器，测量精度能达到2，其刻线原理也是一样。(6)带微动螺纹的量具：这主要是指各种百分尺（俗称千分尺，起源于英制测微量具，其刻度值为千分之一吋）。根据用途来区分，有外径百分尺、内径百分尺、深度百分尺等三种。百分尺是利用螺旋副的原理，将角度的位移变为直线的位移，测量精度可达0.01毫米。1)外径百分尺：是一种精密测量工具，主要是用来测量工件的外形尺寸，按测量范围大小区分，常用的有025、2550、5075等三种。根据制造精度区分的则有0级、1级、2级三种。0级适用于测量2级精度以下的工件；1级适用于测量3级精度以下的工件；2级适用于测量4级精度以下的工件。外径百分尺主要构造，如图1017所示。在弓架上，一边装有量砧，另一边装有微动螺杆，套间上有刻线，其刻度间距等于微动螺旋副的螺距，即0.5毫米，转筒（微分筒）的圆周上有50等分的刻度，转筒是与微动螺杆紧固在一起的，所以转筒转动一圈时，微动螺杆轴向位移为0.5毫米，如果转动一格，即圆周的时，微动螺杆的轴向位移为=0.01毫米。这样，可根据转筒刻度读出工件测量小数部分。外径百分尺上有保持测量恒定机构。当转动棘轮时，便通过销子带动转筒与微动螺杆一起前进，但当微动螺杆测量面与工件接触并抵紧时，棘轮转动便不会带动微动螺杆前进，这是因为销子装有一弹簧，测量力就由弹簧力控制。使用外径百分尺测量时，首先根据被测量工件的尺寸精度要求，选用适合的百分尺，如果在精度上选用不当，不是测量有误就是损坏百分尺精度。选定百分尺之后，要检查百分尺两测量面和工件面是否清洁，清除脏物、油污等；然后检查外径百分尺零线是否对齐，才开始测量工件。测量时，先转动微分筒，待微动螺杆测量面将接触工件时，再转动棘轮，当棘轮发出“嘀”、“嘀”的声音时，说明已达到了额定测量压力，这时就可以读数。为了得到准确读数，可用锁紧螺钉锁紧微动螺杆，然后把夹持工件的百分尺取出，进行读数。对于超过常温的工件，不要进行测量，以免产生读数误差多同时，为了取得准确的测量读数，需要反复测量多次，决定测量数值。这里，值得提出的是几种使用外径百分尺的错误方法，比如用百分尺测量运动着的工件，很容易使百分尺磨损，而且测量也不准确；又如贪图快一点得出读数，握着微动螺杆（转筒）来挥转（见如图1018）等，这同碰撞那样，也会破坏百分尺的内部构造。2)内径百分尺：用作测量工件孔径，可分卡脚式和量杆式两种。卡脚式内径百分尺除了有两个卡脚外，刻度标注数字与量杆式相反多但构造与量杆式相同。量杆式内径百分尺是由套筒和压在套筒内的量头组成的（如图1020）。外套筒和主螺丝杆相连，主螺丝杆的球形量头，经过螺母的通孔露出外面，当接其他长杆时，旋开端部螺母，长杆就可旋接上，这个螺母也起着保护套筒端部与螺纹的作用，使之不受损坏。使用内径百分尺量孔时，要在孔内用手抵住固定一端，而把另一端作前后、左右摆动以量出孔的最大直径。对于较长的孔，应在见个不同位置进行测量（图1021）。3)深度百分尺（如图1022）用作测量工件的深度和高度。4)螺纹百分尺（如图1023）用作测量螺纹的中径，由于容易产生误差，较少使用。(7)机械量仪：机械量仪主要用来测量工件几何形状的偏差或表面相对位置的偏差（如径向跳动量），也可以用来作比较测量。1)百分表（或千分表）：它的工作原理，是将测量杆的直线移动经过齿轮传动变为指针在刻度圆盘上作角度的位移，其内部构造见如图1024。测量杆上有齿条，与小齿轮啮合，小齿轮带动小指针与一大齿轮同轴，因此，当测量杆上下移动时，传动着小齿轮，大齿轮也就跟着转动，大齿轮的转动带动了另一个小齿轮，另一个小齿轮轴上装有大指针，大指针就跟着摆动。为了消除传动时的齿的间隙，还装有另一大齿轮与弹簧，在刻度盘圆周刻有一百格，大指针转一圈为一毫米，转一格为1/100毫米，测量精度就是1/100毫米。使用百分表测量有下面的几种方法：检查工件平整度或平行度时，将工件放在平台上，使测量头与工件表面接触，调整指针使摆动转，然后把刻度盘零位对准指针，跟着慢慢地移动表座或工件，当指针顺时针摆动时，说明了工件偏高，反时针摆动，则说明了工件偏低了。检验工件的偏心度时，把被测轴装在检验架上（偏摆仪）或V型铁上，使百分表的测量头跟轴的表面接触，用手转动轴，就可认读出轴的偏心数值(注意：读出的数值是工件偏心值的两倍)。当进行轴测的时候，就是以指针摆动最大数字为读数（最高点）多测量孔的时候，就是以指针摆动最小数字（最低点）为读数。当检查工件的尺寸时，在平板上通过块规组合尺寸，就可以对工件尺寸进行测量，此法 已在本章的“比较的测量方法”中作了介绍，这里不再重复（图1027）。千分表（测量精度有0.001和0.002两种），其测量方法和读数原理，与百分表测量一样。使用百分表或千分表应特别注意保护好表（玻璃）面，不要碰裂，并要防止内部被灰尘侵蚀及受潮生锈。在测量时，测量杆与工件接触，应慢慢移动，或将测量杆提高后轻轻接触工件，否则会影响百分表的精度。2)杠杆百分表：其构造与测量见如图1028，测量杆羔的摆动，通过杠杆2使伞齿轮3摆动，带动齿轮4使指针5旋转，指针每转一格，验数值为0.01毫米。杠杆百分表体积比较小，适合于零件上孔与轴的同心度的检查。3)内径百分表（量缸表）：用作测量圆孔内径，由指示表和内径表杆组合而成，测量范围有多种。使用时，先将指示表固定在表杆上，并调节转半圈或一圈然后根据工件的